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铁矿磁团聚选矿研究现状

2015-03-03 来源:ca88亚洲城手机版 点击数:0次

1.3 磁团聚选矿研究现状
1.3.1磁团聚选矿的定义
磁团聚选矿,是在外加磁场的作用下,强磁性或弱磁性细颗粒矿物有选择性的自行团聚成链状或团状磁聚体,在水流作用下与不团聚的脉石颗粒相分离。磁团聚选矿较早用于细粒强磁性矿物,最近一、二十年才推广到细粒弱磁性矿物,如菱锰矿、菱铁矿等与石英、长石的分离上。近年来磁团聚选矿技术发展迅速,已达到工业应用阶段。
1.3.2 磁团聚选矿工艺分类
磁团聚选矿工艺分为如下三种:
(1)单纯的选择性磁团聚选矿
单纯地进行选择性磁团聚选矿,是在矿物分选区内加入一个外加磁场,细粒强磁性或弱磁性颗粒,在外加磁场力的作用下,自行团聚成球状或链状磁聚物,与非磁性细粒脉石分离。外加磁场的场强较低,只有4~16千安/米。
(2)与疏水性絮凝复合的选择性磁团聚选矿
如果在外加磁场条件下进行疏水性絮凝,则磁性矿物既受磁力作用产生团聚,又受疏水性絮凝作用产生絮凝,颗粒将产生体积较大、结构致密的磁聚体沉降。此法应用于菱锰矿、菱矿石与石英的分离,获得良好结果。
(3)磁种分选
它是利用人工合成的或细磨后的铁磁性颗粒(微米级或亚微米级)作为磁种,与目的矿物的疏水聚集作用,形成约100~200微米大小的磁团聚体,再用磁选机分选。
1.3.3磁团聚选矿实例
(1)大孤山磁铁矿
该矿为鞍山式沉积岩变质型贫磁铁矿矿石。矿石中磁铁矿的浸染粒度大多在0.1左右,但有部分呈几微米以包裹体的形式分布于脉石矿物之中,成为贫连生体。昔日采用弱磁选法,常使脉石和这些贫连生体被磁铁矿包裹而混入精矿,是妨碍其精矿质量提高的根本原因。今日研究了磁团聚选矿,该工艺能对已形成轻度磁团聚的分选矿浆施以剪切作用力,打破矿浆的结构化状态,使矿浆进入强烈的磁性流变状态,得以不断破坏和分散磁团聚颗粒。被分散的磁团聚颗粒又会本能地迅速形成磁团聚体,致使分选矿浆中的磁铁矿团粒,实际上处于“分散⇌团聚”的反复状态。这是清除磁铁矿团粒中的单体脉石和贫连生体,实现磁铁矿石选择性磁团聚,提高磁铁矿精矿品位的根本原因。
对大孤山矿石用磁团聚工艺进行选矿试验,在原矿品位相等的条件下,用普通弱磁性选矿工艺获得的精矿品位只有55~65%,精矿回收率只有55~80%;用磁团聚选矿工艺,精矿品位达到70%左右,精矿回收率为81~83%。分选粒度,用普通弱磁性选矿工艺时为-0.074mm占64~97%,用磁团聚选矿工艺时-0.074mm为64~93%,它们基本相当。磁团聚选矿工艺可以在原有入选矿石条件和原有磨矿细度条件下,提高精矿品位5~15%,提高精矿回收率3~26%。经济效益显著。
(2)太和钒钛磁铁矿
该矿石主要矿物为:钛磁铁矿、钛铁矿、辉石和斜长石。其中钛磁铁矿为主要回收矿物。虽然钛磁铁矿的嵌布粒度较粗,但它与钛铁矿紧密共生,并且在钛铁矿和辉石中常有钛磁铁矿的片晶包裹体。片晶的粒度为几微米至几十微米。


表1-6 太和钒钛磁铁矿石磁团聚选矿与弱磁选工艺对比
Table1-6 Comparison betweem magnetic coagulation beneficiation and low intensity magnetic separation of Taihe vanadium titano-magnetite

选矿工艺
原矿品位(TFe)/%
粗精矿品位(TFe)/%
磨矿细度/mm
精矿指标(TFe)/%
-0.074
-0.043
品位
回收率
细磨细
筛弱磁
25.73
53.43
96.00
82.00
57.71
65.19
磁团聚
25.81
52.93
95.68
46.25
59.46
65.46

钛磁铁矿包裹体的钛铁矿和辉石颗粒,在弱磁选矿工艺中,极易进入铁精矿中,降低精矿质量。由于钛磁铁矿具有较大的剩磁和较高的矫顽力,可以对钒钛磁铁矿矿石采用剩磁团聚的磁团聚选矿工艺(即不加外磁场的工艺),就可以获得良好的分选效果。表1-6是磁团聚选矿工艺与目前试验研究中较为先进的细磨细筛弱磁选矿工艺试验数据对比。表1-7是磁团聚选矿工艺与细磨细筛弱磁选矿工艺按粒度对精矿品位进行对比。
 

表1-7 太和钒钛磁铁矿石磁团聚选矿与弱磁选工艺精矿品位对比数据
Table1-7 Comparison between the ore concentrate of magnetic coagulation beneficiation and low intensity magnetic separation of Taihe vanadium titano-magnetite

选矿工艺
不同粒级下的精矿品位(TFe)/%
0.3~0.2
0.2~0.1
0.1~0.074
0.074~0.043
-0.043
磁团聚
55.0
57.0
57.5
58.4
60.6
细磨细筛弱磁
<52.0
<54.0
55.5
57.5
59.3
精矿品位差值
>3.0
>3.0
2.0
0.9
1.3

从表1-6、1-7可以看出:在原矿品位、磨矿细度、精矿回收率基本相同条件下,磁团聚选矿工艺所获得的精矿品位,不论任何粒度,均比目前较为先进的选矿工艺优越。
(3)首钢迁安铁矿
    迁安铁矿属鞍山式沉积变质型磁铁石英岩类铁矿。矿石中磁铁矿嵌布粒度粗细不均,以条带状构造的粗粒嵌布为主,部分磁铁矿以浸染状细粒嵌布产出。当矿石破碎至-0.2mm时,大部分磁铁矿得到解离,但细粒嵌布的磁铁矿只有少部分解离。迁安铁矿石在用弱磁选工艺粗磨粗选时,精矿中混入了大量含磁铁矿的脉石连生体,造成精矿质量低。选厂为了满足冶炼对铁精矿的质量要求,1978
年起采用细磨细筛工艺提高精矿产品质量,在精矿铁品位从63%提高到68.5%的同时,选厂系列处理能力从90t/h的设计能力降至60t/h。1985年研究了磁团聚
选矿。由于迁安铁矿矿石剩磁和矫顽力都较差,采用了附加低磁场的磁团聚重选机Φ1500、Φ1800和Φ2500三种按图1-2流程进行试验。试验结果列于表1-8和表1-9。
 

表1-8 迁安铁矿石磁团聚选矿与弱磁选工艺对比
Table1-8 Comparison betweem magnetic coagulation beneficiation and low intensity magnetic separation of Qian’an iron ore

选矿工艺
原矿品位/%
精矿品位/%
尾矿品位/%
回收率/%
系列处理量/t/h
生产能力量
提高/%
细磨细
筛弱磁
26.91
68.50
7.55
79.61
67.22
0.00
磁团聚工业试验
26.85
68.62
7.49
80.94
81.11
20.66
磁团聚工业生产
26.81
68.50
7.60
80.59
79.40
16.63

迁安铁矿磁团聚选矿流程

 
根据表1-8和1-9可知,磁团聚选矿工艺显著地提高了铁精矿的各粒级品位,增大了磨矿粒度,在不增加磨矿机容量,保证相同精矿质量和回收率的前提下,提高选矿生产能力20.66%(工业试验)和16.63%(工业生产)[39]。
 

表1-9 迁安铁矿石磁团聚选矿与弱磁选工艺精矿品位对比数据
Table1-9 Comparison between the ore concentrate of magnetic coagulation beneficiation and low intensity magnetic separation of Qianan iron ore

选矿工艺
不同粒级下的精矿品位(TFe),%
+0.30
0.30~0.20
0.20~0.15
0.15~0.074
-0.074
磁团聚
41.65
55.47
61.47
67.87
70.48
细磨细筛弱磁
-
26.50
42.31
65.47
69.52
精矿品位差值
-
28.97
19.16
2.40
0.96

1.3.4 微细粒矿物的磁团聚分选研究
现代矿物原料的基本特点是:能经济利用的矿石品质逐日降低,有价成分的微细程度日益提高。因此,为了最大限度利用一切矿产资源,减缓自然资源的枯竭速度,微细粒矿物的选矿已成为当今国际选矿界的研究课题和生产领域的头等重大问题。
微细粒矿物的回收效果很差,相当部分被当作矿泥抛弃,有价矿物损失在矿泥中。
 微细粒矿物的一般特性
微细粒矿物的一般特性为:质量小,比表面积大。
质量小,则沉降分层过程慢,重选回收困难。质量小,细粒与气泡碰撞几率低,比浮选速度小,故浮选回收率及品位均低。就磁选而言,强磁性物料随粒度减小磁化率急剧降低,矫顽力增大;弱磁性矿物磁化率本身就低,比介质阻力随粒度降低而剧增,导致回收困难。对任何一种分离方法而言,设备处理能力都低。
比表面积大,表面能和表面活性大,易于相互聚结,故细粒表面行为对分选有重大影响。小于5微米的微粒矿物,在矿浆(微细粒物料的分选几乎都在水介质中进行)中受到各种表面力的作用,如范德华分子作用力、双电层静电作用力、吸附分散剂后细粒表面吸附层引起的作用力等,使微细粒矿物的分散、团聚和絮凝等行为受到严重影响。表面力不仅对浮选有重要作用,对重选和磁选也有显著作用,重选矿粒的分层,磁选时矿粒在磁介质上的捕获和解吸,都与含有微粒体系的分散于团聚有密切关系。
 微细粒矿物磁选的有效途径
两种有效措施是:增大细粒物料的表观粒度和具有巨大磁场力的新型磁选机直接分选微细粒物料。增大微细粒颗粒表观粒度的方法就是选择性磁团聚法和磁种法。选择性磁团聚,就是在一定强度的磁场下,使强磁性或弱磁性颗粒团聚成链状或其他现状的团聚体,再对这些团聚体磁选,分选效果和处理能力都增加[40]。

 

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